制氢系统检修工艺规程
第一节 设备概述
1.1电解槽
序号 名称 规格 备注
1 型号 CЭY-10
2 电解室 25个
3 出力 氢气10m3 纯度99.7%
氧 气5m3 纯度99.5%
4 额定电流 1000A
5 电解槽电压 55V
6 极间电压 2.1V
7 工作压力 1.0MPa
8 工作温度 ≯80℃
9 电解槽容积 0.35m3
10 外型尺寸 长600mm 宽1000mm
11 产1m3氢气耗水量 0.865kg
12 重量 1649±20kg
1.2辅助设备
序
号 设备名称 设备规范
直径mm 容积m3 工作压力MPa 工作温度℃ 台数
1 氢气分离洗涤器 377 1 50.85 2
2 氧气分离洗涤器 377 1 50.85 2
3 压力调整器 500 0.32 1 75 4
4 平衡水箱 500 0.25 1 40 2
5 碱液箱 1.1 静压 85±5 1
6 氢气储罐
ВЭЭ-80-У-01 2200 80 0.9 -40～+45 4
7 氢气干燥器 273 0.11 1 250(硅胶) 2
8 氢气还原器 159 1 200 1
9 凝结水集水器 219 0.01 1 10～40 2
10 氢气预热器 1
1.3碱液泵
型号：WAN50-32-250B 流量：Q=10m3/h 扬程：H=19m
2.结构说明及工作原理
2.1电解槽是由25块隔膜框和24块极板、50片垫片、两块主极板和四条拉紧螺栓而组成。
2.2电解原理:电解槽利用氢氧化钾做介质在直流电的作用下在阴极上析出氢气,而在阳极上析出氧气,阴极上氢气的析出是由于氢离子放电而产生,而阳极上氧气的析出是由于氧离子的放电而产生.由于隔膜上只能通过电离子而不能通过气体,所以电解出来的氢气和氧气通过极框上的集气孔汇集到中间极框的出气总管上,分别进入氢氧分离器。
2.3分离器就是使电解槽排出的带有碱液的氢气通过冷凝作用而使碱液与气体分离,气体经过上部管路进入压力调整器,而碱液经过冷却再生由下部碱循环管流入电解槽中,碱液的冷却是利用通有冷却水的蛇型管来实现的,由分离器中经过冷却后的碱液的密度较电解槽碱液的密度大,形成了碱液的不断循环,从而保证了碱液的浓度均匀和电解槽的温度不致过高。
2.4氧水封:氧气由氧压力调整器出来后,经过一根带喇叭的管子排入水层,再排至大气,以防回火使系统设备遭到破坏。
2.5挡火器:内装碎石子,氢气可经此排入大气,可减缓氢气排出的流速,以防流速快磨擦起火,并防止外界火源进入系统。
第二节 检修周期和项目
1.检修周期:
制氢系统的大修周期应根据设备情况,腐蚀,泄漏等缺陷来确定,标准大修周期为4年,小修周期为1年。
1.1检修工期:
制氢系统大修标准工期为30天,小修工期为15天。
2.检修项目:
2.1大修项目
序号 设备名称 标准项目 非标项目
1 电解槽 1. 电解槽解体
2. 检清洗极柜,极板,主极楹,石棉布等部件
3. 检查紧固螺栓,螺帽及盘形弹簧
4. 检查各阀门及管道
5. 组装电解槽 1. 更换全部极柜的石棉布,极框重新镀镍
2. 更换极板或全部极板重新镀镍
3. 主极板结合面重新修整,主阳极板重新镀镍
4. 设备上的重大改造
2 分离洗涤器 1.分离洗涤器解清洗检查
2.检查蛇形管并进行水压试验 1.更换蛇形管
3 压力调整器 1. 压力调器解体清洗检查
2. 检查浮筒,针形阀,连杆,导向筒
3. 安全门的检查并进行压力校验
4. 高速针形阀的全开全关位置 1. 更换针形阀
2. 更换浮筒
3. 浮筒电动导向筒的更换
4 平衡补水箱 1.清洗检查筒体
2.检查液位计及阀门 1.筒体补焊
5 干燥器 1. 清洗检查干燥器的筒体
2. 检查干燥剂的质量与数量
6 水封 1.清洗检查水封筒体
7 其它 1. 开闭站阀门的检修
2. 检查清理碱液箱及碱液泵
3. 检修清理氢储罐内部,安全门校验,丁字焊口检查
2.2小修项目
2.2.1冲洗电解槽、清理表面污物。
2.2.2检查系统中的阀门。
2.2.3压力表的校验。
2.2.4检查液位计及温度计。
3.临时检修及日常维护
3.1临时检修
3.1.1将电解槽的碱液抽回碱箱，并用大量的除盐水进行冲洗，直至出水澄清透明为止。
3.1.2检查制氢系统各阀门开关及渗漏。
3.1.3将压力调整器、开关站的压力表拆下送至热工校验合格后回装。
3.1.4将电解槽的温度计拆下送至热工校验合格后回装。
3.1.5将分离器、压力调整器、平衡箱水封的液位计解体冲洗合格后回装。
3.2日常维护
3.2.1系统中各阀门盘根的检查。
3.2.2各取样门的检查。
3.2.3温度计的检查。
3.2.4碱液泵的检查。
第三节 标准项目大修
1.大修前准备
1.1对备品件的技术要求
1.1.1极板垫片外部光滑无划痕，无任何杂物附在上面。
1.1.2测量单片垫片厚度6点数值任意2点尺寸差值不许超过0.20mm，50片累计偏差不能超过0.50mm。
1.1.3定位销孔尺寸偏差不能超过0.5mm。
1.1.4气液孔道严整无毛刺。
1.1.5垫片在90℃,30%的氢氧化锡溶液中经过24小时后所增加的锈量不超过3%,在同样情况下浸泡一星期所增加锈量不超过7%。
1.1.6垫片严整均匀，无裂纹、弯曲现象。
1.1.7隔膜石棉布在700℃高温下灼烧，减量应不小于19%，50*100mm2取样位拉力强度，经线不小于2500N/cm2。
1.1.8石棉布的密度为每10*10cm2经线为138根，纬线为174根，经纬线纺织均匀，无线头及断裂。
1.1.9极框密封线良好，无污物，无穿透横纹，无大面积变形现象。
1.1.10极板表面无锈蚀产物，镍层完好无损，密封线无穿透横纹，干净无污物。
1.1.11盘形弹簧无变形，金相检查无裂纹。
1.2现场安全技术措施及注意事项
1.2.1制氢系统的安全技术措施
A.将需要检修的电解槽停止运行，将碱液抽空，用氮气置换格并用除盐水冲洗合格，至出水PH值为中性。
B.将运行设备与检修设备进行隔离，将整流柜断电。
C.进行检修工作时应每隔二小时，测量检修工作区域内空气中的氢含量。
D.在进行除油工作时，应尽量在室外进行，如必须在室内进行，则空气中丙酮量不得超过400mg/m3。
E.现场所有工作人员的着装，工器具的使用均应符合安规的要求。
1.2.2储氢罐检修的安全技术措施
A.停止向需要检修的氢罐送氢气并关闭进氢一次门。
B.将需要检修的氢罐至发电机供氢门关闭。
C.将氢罐泄压排氢，直至罐内压力到0.2MPa为止。
D.通过排污门向氢罐内进行带压注水排氢，注水时氢罐内压力不许低于0.2MPa直至取样门出水三分钟为止。
E.排氢过程中应停止罐内其它检修工作，直到氢储罐内注满水,测现场空气中含氢量合格后，方可进行检修工作。
1.2.3检修工器具、材料、备品配件摆放整齐，检修现场“三不落地”。
2.大修现场工序流程图
1．系统停运用 2.记录相关尺寸 3.电解槽解体
0.安全措施执行完毕 1.做好标记 2.
压力调整器的解体 分离洗涤器的解体检修
检查检修 11. 5.
电解槽的组装 4. 电解槽 ,极板,极框,石棉布螺栓 3.
盘形弹簧的清洗检查,石棉布的更换
干燥器解体检修 平衡补水箱解体检查检修
14 17. 19
电解槽紧固 6. 水封检查检修 7
氟储罐泄压排氢
氢储罐带压上水 21. 20.制氢阀门检修
9. 电解槽,压力调整器 8.
干燥器,平衡水箱的水压试验
氢储罐排水
22. 24. 氢储罐检修 25. 氢储罐上水并打压试验
10 丁字焊口检查 11.
工作结束 30.现场清理 29.制氢系统启动 27.
15. 14.氢储罐充氢排水 13.
注:横线上面数字表示检修进行第几天,下数字表示工序号。
3．设备解体
3.1电解槽解体
3.1.1记录主极板四点间距及蝶形弹簧高度。
3.1.2由正极向负极在每个极框上按顺序打出字码号。
3.1.3清理电解槽外部积碱并在渗碱处做好标记。
3.1.4卸开所有的连接法兰及与电解槽相连的各种管道附件，做好标记，管口用布包好。
3.1.5将四根双头螺栓均匀依次松开。
3.1.6抽出上部一根螺栓并取下盘形弹簧组。
3.1.7按序号依次取出极框、极板。
3.1.8所有卸下的极框和极板，应放在木板上，不得叠放以防止结合面损伤和零件变形。
3.1.9取下其余三根双头螺栓。
3.2检修工艺及检修质量标准
3.2.1
检修工艺 质量标准
极
板 1. 将极板上的污物用铜丝刷刷净并用除盐水冲洗
2. 检查极板阳极的腐蚀情况及阴极的锈蚀情况
3. 检查并清理密封线,清理时只许用铜丝刷或木制工具 1. 极板与附加板应连接牢固,无松动
2. 极板阳极侧镀镍无严重脱落或起皮现象
3. 极板密封线内无杂物,无穿透性横纹
4. 极板密封面不严度不准超过0.2mm
极
框 1.用除盐水冲洗极框及石棉布的污物,并用软毛刷刷洗
2. 检查导气管和碱液孔道
3. 清理极框密封线,清理时只许用铜丝刷或木制工具
4. 检查石棉布铆接情况并做透气实验,如不合格应更换 1.极框的密封线无污物,无穿透性横纹
2. 极框的开口环到位,垫块牢固,中间极框铆钉无松动
3. 石棉布经透光实验后无透光点,无裂纹和松动现象
4. 极框导气孔及碱液孔道无污物堵塞
其它部分 1.清洗拉紧螺栓及螺母的丝扣,除去锈蚀,涂石墨粉
2. 检查盘形弹簧是否变形,并做金相检查
3. 检查胶木绝缘垫圈
4. 检查清洗半绝缘环
5. 检查温度计和氢、氧、碱管道
6. 清洗平面框的轴承并检查 1.拉紧螺栓螺纹政党良好无乱扣
2. 盘型弹簧无变形,无裂纹
3. 胶木绝缘垫圈应无断裂
4. 半绝缘环清洁,无污物,数量齐全
5. 氢、氧、碱管道应无污物,焊口良好
6. 平面推力轴承应转动灵活,珠架无损坏
3.2.2石棉布的透光试验及安装
A. 透光试验
1) 将装有石棉布的极板框放在透光圈桶上,圈桶内装有三只60W的灯泡,灯距布距离为400mm。
2) 进行实验时应在暗室检查。
3) 当发现有透光点时应先用记号笔做好标记，当石棉布的透光点直径大于0.2mm时,其点数在10点以上时应更换石棉布,小于此标准可进行修补。
B.更换
1) 将极框平放在工作台上,石棉布裁成直径为950mm的圈,均匀沿极框内径辅放好,开口环辅好放在石棉布上,将石棉布拉紧卡具安装在隔膜框上,并箍住开口环,对称紧固拉紧卡具上的螺栓,测量各拉紧卡具两侧开口环凸出部分的差值不超过0.5mm,则石棉布安装成功。
2) 沿极框内部修剪石棉布。
3) 卸下拉紧卡具，用木锤将片轻轻敲入开口环的开口内。
4) 用直径4.5mm的钻头来清除氢、氧、碱孔道的石棉布碎片,保持其畅通。
3.3电解槽的组装
3.3.1用水平尺检查绝缘垫片的水平情况,其高度不超过±2mm。
3.3.2组装前将所有的部件用丙铜清洗。
3.3.3将极板沿极向移动80mm。
3.3.4在主极板上的拉紧螺栓位置安装绝缘套，并装上三根拉紧螺栓，后一根上面的拉紧螺栓暂不安装，在已安装的螺栓上旋紧螺帽。
3.3.5调整下面的拉紧螺栓的水平位置，其水平偏差不超过2mm。
3.3.6将六个定位销安装在主阴极板上，并在上面挂上极板垫片，然后安装极框 ，安装时将开口环侧对向主阴极板。
3.3.7将六个定位销安装在极框上，再挂上极板垫片，安装极板并将极板的镀镍层朝向主阴极板。
3.3.8依照6、7步骤的顺序，将极框、极板、中间极框按照拆卸时编号全部安装好，安装时不许任何杂物落入电解槽内部 。
3.3.9将四根拉紧螺栓穿入并套好螺片。
3.4电解槽紧固
3.4.1热紧
A.从电解槽一端的氢氧沟孔内通入0.1—0.15MPa的蒸汽,由碱液入口管排出进行加热,加热必须连续不断地进行。加热开始每隔2小时均匀拧紧电解槽螺栓，每次紧固四根螺栓的紧进尺寸差量最大不超过1mm。
B.在紧固螺栓的过程中，盘形弹簧的压缩量不能大于4mm，测量两主极板间距四个角差不大于0.1mm。
C.加热约经过30—40小时停止，再紧固1—2次螺栓，待电解槽冷却后面紧固一次，但紧固力距不大于4400kgf/m。
D.电解紧固后两主极板尺寸应与拆卸之前相等或最后二次紧固尺寸稳定不变时即合格。
3.4.2冷紧
A.电解槽冷紧可在电解槽冷态下直接拧紧螺栓，但紧固时间与热紧相同。
B.电解槽每条螺栓负载达到4400kgf/m时，要对电解槽进行水压试验。
3.5电解槽的水压试验
电解槽冷却后要进行水压试验，先将水充满，逐渐将压力从0.8MPa提到1.2MPa,经过10分钟后,如压力不下降,再将压力降到1.0MPa进行检查,若发现局部渗漏,可再紧一次螺栓,水压试验合格后,如电解槽不启动运行,应向电解槽内充满10%的氢氧化钾溶液以防生锈。
3.6压力调整器的检查
3.6.1压力调整器的拆卸
A.拆下安全阀。
B.拆下抽气连接短管，打开出口端盖。
C.取出针阀阀心圆板，旋出阀芯，拆开大法兰端盖螺栓，并将其吊起300mm，用木块垫好。
D.向压力调整器内进水使针形阀阀杆上升，拆下针形阀阀座。
E.检查针形阀阀座、阀芯的密封性及磨损情况，阀座的聚加氟垫片不应有较深的划痕，阀芯的光洁度不低于△9。
F.记录针形阀启闭的行程距离。
G.取下法兰端盖、导向杆及浮筒。
3.6.2检修工艺及质量标准
A.将安全门解体检修，清除锈蚀物并进行压力校验。
B.检查针形阀调整丝杆是否弯曲。
C.清除导向杆的锈蚀物，并用细砂纸磨光。
D.检查浮筒的腐蚀情况并进行清洗，并单独进行1.5MPa的水压试验。
E.检查浮筒封口堵头螺丝的严密性，堵头螺丝垫片用橡胶石棉板制做。
F.检查浮筒导向管的水平度，垂直度，其水平度不大于5mm，垂直度不大于3mm。
G.清洗压力调整器内部污物，并对焊口进行检查。
3.6.3压力调整器组装
A.针形阀的组装
1） 将针形阀和导向管连接好，拧紧螺母后，针形阀芯能活动自如，将导向杆插入导向中心筒中。
2） 将阀芯圆板和阀芯组装好,并垫好垫片装在压力调整器的法兰端盖上，拧紧螺栓。
3） 按照拆卸前的记录调整好导向丝杆的长度。
B.整体组装
1） 清扫压力调整器法兰，放好垫片。
2） 将压力调整器进水200mm高，将浮筒放下。
3） 将压力调整器上端盖连导向杆吊起，放在压力调整器本体上，两法兰结合面用木块垫起300mm高。
4） 连接浮筒与导向杆法兰。
5） 排净筒内的水，撤去木块，将上盖放在本体上，对好法兰螺栓孔，对称上好两条螺栓并拧紧。
6） 向氢氧压力调整器同时缓慢进水，氢氧两侧针形阀应能够在水位高时同时关闭。
7） 将法兰端盖螺栓全部拧紧，回装安全阀及压力表，并连接所有法兰。
8） 对压力调整器进行1.25倍的水压试验。
3.7气体分离洗涤器的检修
3.7.1解体
A.拆卸冷却水法兰,氢氧进出口法兰及回碱管法兰,拆下法兰螺栓,取出蛇形管。
B.拆下液位计排污门。
3.7.2检修工艺及质量标准
A.清理各法兰结合面上石棉残渣,筒体内的杂物及蛇形内外的污垢,用带有压力的清水冲洗蛇形管。
B.检查各法兰结合面的平整，将排污门解体清洗并检查其严密性。
C.解体清洗液位计。
D.将蛇形管进行独立打压试验，压力为1.5MPa,泄漏的蛇形管不许补焊,应更换新的,新的经过1.5MPa的水压试验合格方可安装。
3.7.3组装
A.将蛇形管连同上端盖一起装入分离洗涤器的筒体内,组装时要注意不要将蛇形管碰弯。
B.更换新的法兰垫片。
C.对称紧固上端盖法兰螺栓。
D.连接出氢管，冷却水管，碱液循环管，排污门液位计。
E.组装好分离洗涤器,随制氢系统一起进行1.5MPa的水压试验。
3.8平衡补水箱的检修
3.8.1拆卸
A.将液位计、进口连通管、出口连通管拆下。
3.8.2检修工艺及质量标准
A.用除盐水对水箱内部进行清洗。
B.对箱体的丁字焊口进行检查，应无裂纹及砂眼等现象。
C.清理各法兰结合面的污物，法兰密封线应光滑良好。
D.将液位计解体冲洗，液位计玻璃内外应明亮透彻，上下连通管畅通。
3.8.3组装
A.将进口连通管，出口连通管，液位计回装。
B.对箱体进行的1.5MPa水压试验。
3.9干燥器检修
3.9.1解体
A.拆开保温层。
B.拆下进氢管法兰，出氢管法兰，进蒸汽管法兰，出蒸汽管法兰，排污管法兰，排污门及温度计。
C.在干燥器下辅好苫布打开下端盖，将干燥剂放出并收好。
D.拆下上端盖。
3.9.2检修工艺及质量标准
A.清理干燥器上端盖、下端盖、筒体的污物。
B.冲洗干燥器外筒，要求出水澄清、透明为止，并进行1.5MPa水压试验。
C.清理各法兰结合面的污物，要求各法兰结合面光滑平整，无坑洞及径向划痕现象。
D.检查上下端盖及筒体的焊口，应无裂纹砂眼现象。
E.将排污门解体清理内部污物，并检查其严密性。
F.将干燥剂中直径小于3mm的颗粒用筛子除去。
3.9.3组装
A.放好下端盖法兰垫片，并拧紧下端盖紧固螺栓。
B.连接排污管法兰及排污门。
C.装填干燥剂，要求干燥剂装填高度不小于1700mm。
D.放好上端盖法兰垫片，并拧紧上端盖紧固螺栓。
E.对干燥器进行1.5MPa水压试验，要求上下端盖及排污管法兰无渗漏现象。
F.连接出氢管进氢管蒸汔进口管及出口管。
G.设备见本色，原有标志保温齐全。
3.10氢储罐的检修
3.10.1解体
A.安全措施执行完毕后，将氢门，出氢门，排污门，安全门拆下。
B.将压力表及压力表门拆下，并将压力表送热工校验。
C.拆下砾石挡火器，并解开所有与罐体直接相连接的法兰。
D.打开人孔门。
3.10.2检修工艺及质量标准
A.将进氢门、出氢门、排污门、压力表门解体检查检修。
B.将安全门解体检查，并进行压力试验。
C.将罐体内部底部污物清理干净并检查其腐蚀情况。
D.将罐体所有丁字焊口进行金相检查。
E.将所有法兰结合面清理干净，密封线应完整干净，不许有径向划痕。
F.将砾石挡火器解体并冲洗内部污物。
G.检查罐底排污管的腐蚀情况,并检查排污管上丝扣的完好情况。
3.10.3组装
A.上好人孔垫片，封毕人孔紧固螺栓，封闭人孔前,罐内不许落入任何杂物和油污。
B.安装排污管，排污门，进氢门，出氢门，压力表门，砾石挡火器，压力表。
C.连接所有法兰。
D.对罐体进行1.5MPa水压试验，用肥皂泡检测各密封接口,不许有任何渗漏。
4．特殊大修项目
4.1电解槽的特殊大修
4.1.1当极框经透光试验不合格或发生故障而造成石棉布全部破裂,应全部更换,更换完的石棉布应做透光试验合格后才许可安装。
4.1.2当极板镀镍层出现大面积起皮,脱落,密封线腐蚀严重现象或极板出现严重变形,应进行更换,新极板不平度小于0.2mm,镍层完整良好,密封线无污物并且经过除油处理。
4.1.3当阳主极板镍层出现大面积起皮脱落,密封线腐蚀严重现象,应重新镀镍,镀镍后镍层应平整光滑,密封线完整无污物。
4.2分离洗涤器特殊项目大修
当分离洗涤器的蛇形管出现大面积腐蚀现象或蛇形管壁减薄为原来的1/3,应全部更换,新蛇形管应无污物,通水畅通,冷却效果达到设计要求,进行1.5MPa水压试验,无渗漏。
4.3压力调整器特殊大修项目
4.3.1当针形阀阀芯出现变形现象,应更换新的阀芯,其光洁度不应低于△9。
4.3.2当浮筒出现变形,焊口大面积渗漏现象,应更换新的浮筒,新浮筒的质量,浮力均应符合设计要求。
4.3.3当浮筒导向管出现倾斜严重,变形现象,应更换浮筒导向管,更换完毕后,浮筒与导向管筒不应有卡涩现象。
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